航煤電導(dǎo)率隨溫度變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)研究

基金項(xiàng)目：大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目（DCX12080）

【文章摘要】

防止靜電荷的積聚是消除航空煤油火災(zāi)事故的重中之重，然而航空煤油的電導(dǎo)率是直接影響航空煤油中靜電荷積聚和釋放的條件，電導(dǎo)率主要是隨著溫度的改變而變化的。在實(shí)驗(yàn)中我們通過(guò)改變溫度來(lái)測(cè)量航空煤油電導(dǎo)率的變化規(guī)律，更直觀的了解航空煤油的特性。電導(dǎo)率是隨著溫度的增高而變大的，所以在溫度較低時(shí)更應(yīng)該防止航空煤油中靜電荷的產(chǎn)生。

【關(guān)鍵詞】

安全工程；實(shí)驗(yàn)法；航空煤油；靜電荷；電導(dǎo)率

中圖分類號(hào)：X928.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

航空煤油又稱噴氣燃料，主要用作噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)燃料。50年代，我國(guó)空軍飛機(jī)和大型民航客機(jī)已開(kāi)始使用航空煤油。航煤如若起火，具有燃燒速度快、火勢(shì)兇猛、輻射熱強(qiáng)等特性。受航煤特殊使用情況制約，一旦發(fā)生火災(zāi)或爆炸性事故時(shí)危害極大，往往會(huì)造成重大經(jīng)濟(jì)損失和慘重人員傷亡。如1989年8月12日山東省青島市油庫(kù)油罐爆炸起火，便造成19死，68人受傷的慘劇。

本文通過(guò)研究航空煤油的電導(dǎo)率隨溫度變化的規(guī)律簡(jiǎn)單探討航空煤油在使用、運(yùn)輸過(guò)程中如何有效減少靜電荷的積聚，從而避免航空煤油因?yàn)殡妼?dǎo)率的問(wèn)題引起靜電荷的積聚發(fā)生事故。

1 航空煤油危險(xiǎn)性

電導(dǎo)率作為主要因素制約航煤危險(xiǎn)性

航空煤油在收發(fā)、輸轉(zhuǎn)、灌裝過(guò)程中，航空煤油內(nèi)的分子之間和航空煤油與其他物質(zhì)之間的摩擦，會(huì)產(chǎn)生靜電，當(dāng)電壓增高到一定程度時(shí)，就會(huì)在兩個(gè)帶電體之間跳火（即靜電放電）而引起的放電是造成爆炸等災(zāi)害性事故的重要原因。而對(duì)航空煤油中靜電的積聚與泄漏影響最大的就是電導(dǎo)率，在航空煤油中電導(dǎo)率越大，導(dǎo)電能力越強(qiáng)，靜電荷便不容易積聚。

而隨著溫度的改變，電導(dǎo)率越小，航空煤油不易導(dǎo)電，靜電荷不斷積聚，便容易造成事故。

2 航空煤油電導(dǎo)率隨溫度變化的實(shí)驗(yàn)研究

2.1 數(shù)據(jù)采集方法

實(shí)驗(yàn)對(duì)于電導(dǎo)率的測(cè)量是在0°C到50°C之間，分兩組進(jìn)行。航空煤油用不銹鋼杯盛裝，通過(guò)使用電熱恒溫油槽和冰塊對(duì)航空煤油進(jìn)行升降溫度。實(shí)驗(yàn)中航空煤油從室內(nèi)溫度開(kāi)始測(cè)量，所以實(shí)驗(yàn)大體分為兩部，先將航空煤油從室溫用電熱恒溫油槽加熱直至50°C，之后待航空煤油溫度降回室內(nèi)溫度再向水中加入冰塊使航空煤油溫度降低，依次采集數(shù)據(jù)。

采集數(shù)據(jù)完成后，直接將所得數(shù)據(jù)輸入matable軟件，進(jìn)行曲線擬合。

2.2 曲線擬合

2.2.1 擬合方法選擇

對(duì)比多項(xiàng)式擬合與Fourier擬合的SSE、R-square、Adjusted R-square、RMSE等參數(shù)，F(xiàn)ourier對(duì)本次試驗(yàn)數(shù)據(jù)的擬合要優(yōu)于多項(xiàng)式擬合法，因此，選用Fourier法作為進(jìn)行本文試驗(yàn)數(shù)據(jù)的曲線擬合方法。并且擬合曲線所用參數(shù)：SSE-sum of squares due to error 誤差平方和，越接近0曲線的擬合越好；R-square越接近1，曲線的擬合效果越好；Degree of Freedom Adjusted R-Square調(diào)整自由度以后的殘差的平方，數(shù)值越接近1，曲線擬合越好；Root Mean Square Error根的均方誤差。

2.2.2擬合曲線

圖1.1消除殘差較大的數(shù)據(jù)點(diǎn)后第一組試樣電導(dǎo)率隨溫度變化擬合曲線

（a）曲線擬合圖像 （b）擬合曲線與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)之間的殘差圖像

其中：a0 = -15.40； a1 =14.87； b1 =16.30； a2 =22.65；

b2 =2.193；a3 = 5.280；b3 = 27.24； a4 = 26.39；

b4 =15.66； a5 =-15.30；b5 = 1.130；a6 = -2.59；

b6 =23.19； a7 = 10.08；b7 = -0.09；a8 = -15.25；

b8 = -9.98； w = 0.03062；

擬合曲線與試驗(yàn)數(shù)據(jù)之間的契合度：

SSE： 4.159

R-square： 1

Adjusted R-square： 1

RMSE： 0.4163

通過(guò)整理實(shí)驗(yàn)中得到的擬合曲線與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)之間的契合度可知，擬合效果較好；并且可明顯看出航空煤油的電導(dǎo)率與溫度之間存在良好的線性關(guān)系。

3 結(jié)論

在本次實(shí)驗(yàn)中，我們通過(guò)對(duì)航空煤油改變溫度（0°C-50°C）測(cè)量電導(dǎo)率，通過(guò)擬合曲線可以看出航空煤油的電導(dǎo)率隨著溫度的升高而增大。電導(dǎo)率通過(guò)影響靜電的方式作為制約航煤事故的主要因素，在不易控制溫度的情況下，可以向航空煤油中添加防靜電添加劑防止事故的發(fā)生。

【參考文獻(xiàn)】

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【作者簡(jiǎn)介】

黃天朗（1994- ），男，河南省駐馬店人，沈陽(yáng)航空航天大學(xué)安全工程學(xué)院學(xué)生，研究方向：火災(zāi)動(dòng)力。